I 摘要 本設(shè)計(jì)為礦井黑龍江省雙鴨山礦業(yè)集團(tuán)東榮五礦的新井設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能 力 1.5Mt/a，服務(wù)年限 77.6a。井田平均走向長(zhǎng) 4km，平均傾斜長(zhǎng) 3km，煤層平 均傾角 5，屬近水平煤層。設(shè)計(jì)的可采煤層共有 3 層，平均厚度 4.47m。 由于井田傾斜長(zhǎng)度較大，且為近水平煤層，以及煤層地質(zhì)條件等因素影 響，決定本井田內(nèi)采用傾斜長(zhǎng)壁采煤法和走向長(zhǎng)壁采煤法開采，14煤層工作 面為放頂煤，單工作面達(dá)產(chǎn)；15、17煤層工作面為綜合機(jī)械化采煤，雙工 作面達(dá)產(chǎn)。設(shè)計(jì)中采用雙立井開拓、單水平劃分、集中大巷布置的開拓方式。 大巷采用 10 噸電機(jī)車牽引 3 噸底卸式礦車運(yùn)輸。 采用“四六”工作制，14煤層工作面長(zhǎng) 150m,截深 0.6m,日進(jìn) 6 刀。 關(guān)鍵詞：立井開拓、走向長(zhǎng)壁采煤法、放頂煤、集中大巷 全套圖紙，加全套圖紙，加 153893706153893706 II Abstract This design is a new mine planning for Dongrong wu Coal Mine Shuangyashan Mining Administration of Heilongjiang Province. Mine planning capacity is 1.5Mt/a. Its service is 77.6a. The average toward length of the field is 4km,and average skewed length is 3km.The average inclination of the coal bed is 5,which is a nearly level coal bed. There are 3 can exploit coal bed in this field, which average thickness is 4.47m. As the field is more toward greater length and coal bed is nearly level. And geological condtions Etc. causes impact, decision this field use longer wall coalmining and pit tubs transport one long wall mining on the strike coal mining. 14coal bed adopts put top coal and one located production; 15、17coal bed adopting coal craft as to synthesize the mechanic nation adopt the coal craft and two located production. This mine shaft is applied to double in dined shaft development method and divided one level .The big lane in concentration in adoption arranges, big alley adopt the wiring type generator vehicle of 10t pull the base of 3t unload type mine vehicle transportation, Adapt “four-six” work situation, 14coal bed work face is 150 meters length of circle is 0.6 meters, and times is 6 one day. KeywordKeyword：vertical shaft development longwall coal mining method Put top coal gathering main roadway III 目錄 摘要 I Abstract .II 目錄 III 緒論 1 第 1 章 井田概況及礦井地質(zhì)特征 .2 1.1 井田概況 2 1.1.1 井田位置及范圍 .2 1.1.2 交通位置 .2 1.1.3 地形與河流 .2 1.1.4 氣象 .2 1.2 地質(zhì)特征 3 1.2.1 礦區(qū)范圍內(nèi)的地層情況 .3 1.2.2 井田范圍內(nèi)和附近的主要地質(zhì)構(gòu)造 .5 1.2.3 煤層賦存狀況及可采煤層特征 .5 1.2.4 巖石性質(zhì)、厚度特征 .6 1.2.5 井田內(nèi)的水文地質(zhì)情況 .6 1.2.6 沼氣、煤塵及煤的自燃性 .6 1.2.7 煤質(zhì)、牌號(hào)及用途 .7 第 2 章 井田境界、儲(chǔ)量及服務(wù)年限 .8 2.1 井田境界 8 2.1.1 井田境界確定的依據(jù) .8 2.1.2 井田周邊情況 .8 2.2 井田儲(chǔ)量 8 2.2.1 井田儲(chǔ)量的計(jì)算 .8 2.2.2 保安煤柱 .8 IV 2.2.3 儲(chǔ)量計(jì)算的評(píng)價(jià) 10 2.3 礦井工作制度、生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 .10 2.3.1 礦井工作制度 10 2.3.2 礦井生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 10 第 3 章 井田開拓 12 3.1 概述 .12 3.1.1 井田內(nèi)外及附近生產(chǎn)礦井開拓方式概述 12 3.1.2 影響本設(shè)計(jì)礦井開拓方式的因素及具體情況 12 3.2 礦井開拓方案選擇 .13 3.2.1 井筒形式和井口位置 13 3.2.2 開采水平的數(shù)目和標(biāo)高 17 3.2.3 開拓巷道的布置 18 3.3 選定開拓方案的系統(tǒng)描述 .21 3.3.1 井筒形式、數(shù)目及位置 21 3.3.2 石門、大巷的數(shù)目及布置 21 3.3.3 井底車場(chǎng)形式的選擇 22 3.3.4 煤層群的聯(lián)系 23 3.3.5 采區(qū)的劃分 23 3.4 井筒布置和施工 .25 3.4.1 井筒穿過的巖層性質(zhì)及井筒支護(hù) 25 3.4.2 井筒布置及裝備 25 3.4.3 井筒延伸的初步意見 26 3.5 井底車場(chǎng)及硐室 .27 3.5.1 井底車場(chǎng)形式確定及論證 27 3.5.2 井底井場(chǎng)的布置、存車線路、行車線路長(zhǎng)度 27 3.5.3 調(diào)度圖表 .30 3.5.4 井底車場(chǎng)通過能力的驗(yàn)算 32 3.5.5 井底車場(chǎng)主要硐室 32 3.6 開采順序 .33 3.6.1 沿煤層走向的開采順序 33 3.6.2 沿煤層傾斜方向的開采順序 33 3.6.3 采區(qū)接續(xù)計(jì)劃 33 第 4 章 采區(qū)巷道布置及采區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng) 35 V 4.1 采區(qū)概述 .35 4.1.1 設(shè)計(jì)采區(qū)的位置、邊界、范圍、采區(qū)煤柱 35 4.1.2 采區(qū)地質(zhì)和煤層情況 35 4.1.3 煤層自燃傾向性、及煤塵的爆炸指數(shù) 35 4.1.4 采區(qū)的生產(chǎn)能力、儲(chǔ)量及服務(wù)年限 35 4.2 采區(qū)巷道布置 .36 4.2.1 區(qū)段劃分 36 4.2.2 采區(qū)上山的布置 37 4.2.3 采區(qū)車場(chǎng)布置 37 4.2.4 采區(qū)煤倉形式、容量及支護(hù) 41 4.2.5 硐室簡(jiǎn)介 42 4.2.6 采區(qū)工作面接續(xù) 43 4.3 采區(qū)準(zhǔn)備 .45 4.3.1 采區(qū)巷道的準(zhǔn)備順序 45 4.3.2 采區(qū)主要巷道的斷面及支護(hù)方式 45 第 5 章 采煤工藝 48 5.1 采煤方法的選擇 .48 5.1.1 采煤方法選擇的制約因素 48 5.1.2 采煤方法的選擇 48 5.2 回采工藝 .48 5.2.1 選擇回采工作面的工藝及機(jī)械設(shè)備 48 5.2.2.設(shè)備選型 .50 5.2.3 選擇采面循環(huán)方式和勞動(dòng)組織形式 .53 第 6 章 井下運(yùn)輸和礦井提升 56 6.1 礦井井下運(yùn)輸 .56 6.1.1 運(yùn)輸方式和運(yùn)輸系統(tǒng)的確定 56 6.1.2 礦車的選型及數(shù)量 56 6.1.3 采區(qū)運(yùn)輸設(shè)備的選擇 59 6.2 礦井提升系統(tǒng) .61 6.2.1 礦井主提升系統(tǒng)的選擇與計(jì)算 61 第 7 章 礦井通風(fēng)與安全 66 7.1 礦井通風(fēng)系統(tǒng)的確定 .66 7.1.1 概述 66 VI 7.1.2 礦井通風(fēng)系統(tǒng)的確定 .66 7.1.3 主扇工作方式的確定 67 7.2 風(fēng)量計(jì)算與風(fēng)量分配 .67 7.2.1 礦井風(fēng)量計(jì)算原則 67 7.2.2 風(fēng)量計(jì)算 68 7.2.3 風(fēng)量分配 70 7.2.4 風(fēng)量調(diào)節(jié)的方法與措施 71 7.2.5 風(fēng)速的驗(yàn)算 73 7.3 礦井通風(fēng)阻力的計(jì)算 .74 7.3.1 確定全礦最大通風(fēng)阻力和最小通風(fēng)阻力 74 7.3.2 礦井等積孔的計(jì)算 77 7.4 通風(fēng)設(shè)備的選擇 .78 7.4.1 主扇的選擇計(jì)算 78 7.4.2 電動(dòng)機(jī)的選擇 81 7.4.3 反風(fēng)措施 82 7.5 礦井安全技術(shù)措施 .83 7.5.1 預(yù)防瓦斯及煤塵爆炸 83 7.5.2 火災(zāi)與水患的預(yù)防 85 7.5.3 其他事故的預(yù)防 86 第 8 章 礦井排水 87 8.1 概述 87 8.1.1 礦井水來源及涌水量 87 8.1.2 對(duì)排水設(shè)備的要求 87 8.2 礦井主要排水設(shè)備 88 8.2.1 排水方式與排水系統(tǒng)簡(jiǎn)介 88 8.2.2 主排水設(shè)備及管路的選擇計(jì)算 88 第 9 章 技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 92 結(jié)論 .94 致謝 .95 參考文獻(xiàn) .96 附錄 1 .97 附錄 2 101 1 緒論 通過大學(xué)四年的學(xué)習(xí)，我對(duì)專業(yè)知識(shí)進(jìn)行了系統(tǒng)的學(xué)習(xí)，為了能更好的 鞏固和運(yùn)用這些知識(shí)，并使其系統(tǒng)化、條理化。我做了東榮五礦 1.5Mt/a 的 新井設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)主要是關(guān)于新礦井的建設(shè)，其中包括開拓方式的選擇、采 區(qū)巷道的布置、采煤工藝、礦井的提升和井下的運(yùn)輸、支護(hù)方式、設(shè)備選型、 礦井通風(fēng)、排水。在設(shè)計(jì)的過程中，對(duì)礦井的通風(fēng)、排水、礦井的提升與井 下運(yùn)輸?shù)日鹿?jié)作了比較詳細(xì)的論述。在以安全生產(chǎn)為前提，以提高礦井效益 為目標(biāo)，在現(xiàn)有的技術(shù)裝備水平下盡量采用國內(nèi)外最先進(jìn)的生產(chǎn)設(shè)備及采煤 工藝以求達(dá)到高產(chǎn)高效的目標(biāo)。針對(duì)設(shè)計(jì)井田范圍內(nèi)煤層厚的特點(diǎn)，對(duì) 14 煤層采用了最先進(jìn)的綜采放頂煤采煤工藝，在此為了達(dá)到預(yù)期的高產(chǎn)高效的 目的選用了目前國內(nèi)外最先進(jìn)的綜采放頂煤支架及與其相配套的采煤設(shè)備。 因此，在選型設(shè)計(jì)上已基本達(dá)到了高產(chǎn)高效的目的，另外，為了安全生產(chǎn)， 在瓦斯的防治等安全方面都提出了相應(yīng)的措施。 設(shè)計(jì)中主要是通過繪制礦井的各種圖紙及文字說明來進(jìn)行礦井的優(yōu)化設(shè) 計(jì)，這其中文字部分包括大量的方案比較和計(jì)算，以便使設(shè)計(jì)更加合理，更 符合實(shí)際要求。在設(shè)計(jì)時(shí)，需要根據(jù)礦井的地質(zhì)情況、煤層的賦存情況進(jìn)行 綜合分析，這樣才能使建成的礦井更加與實(shí)際相符。我希望通過做本次畢業(yè) 設(shè)計(jì)，我能夠?qū)W到更多的采礦專業(yè)知識(shí)，鞏固我所學(xué)過的各種知識(shí)，使我所 學(xué)的知識(shí)系統(tǒng)化、條理化并且能夠很好的運(yùn)用他們，從而也為我以后的工作 打下良好的基礎(chǔ)。 2 第 1 章 井田概況及礦井地質(zhì)特征 1.1 井田概況 1.1.1 井田位置及范圍 東榮五礦位于黑龍江省雙鴨山市友誼縣境內(nèi)，地理坐標(biāo)為北緯 46 2600462700，東經(jīng) 13140001314100，行政區(qū)劃 隸屬于雙鴨山市寶山區(qū)。東側(cè)有條高速公路作為邊界，南側(cè)有一東西走向的 斷層，西側(cè)有數(shù)條斷層，并有居民區(qū)，以此作為井田的邊界，井田范圍北側(cè) 以西峪村煤礦為其邊界，南北長(zhǎng) 4.0km ，東西寬 3.0km，面積：12.0km2。 1.1.2 交通位置 設(shè)計(jì)礦井東南部與寶清縣交界，在雙鴨山煤田東北緣七星河礦區(qū)內(nèi)，西 距雙鴨山市 65km，南距七星礦 15km。交通十分便利，最近的車站為興隆站， 鐵路經(jīng)由雙鴨山和福利屯至佳木斯可通往全國各地，公路可通往寶清、福利 和雙鴨山。具體地理交通情況見圖 1-1： 1.1.3 地形與河流 區(qū)內(nèi)地勢(shì)海拔較高，海拔標(biāo)高在 7031500m 左右；共有三條人工河流， 自北向南流，與該區(qū)東側(cè)的七星河匯合，經(jīng)繞力河最后匯入烏蘇里江。 1.1.4 氣象 本區(qū)屬大陸性氣候，溫差大，一般-2030，最低溫度達(dá)-39，每年 的結(jié)凍期較長(zhǎng)，凍土帶深度高達(dá) 20 米左右，夏季最高溫度在零上 38，降 雨集中在 7、8、9 月份，平均降雨量約 452737mm。 3 圖 1-1 雙鴨山礦業(yè)集團(tuán)交通示意圖 1.2 地質(zhì)特征 1.2.1 礦區(qū)范圍內(nèi)的地層情況 從老到新依次有元古界麻山群、中生界下白堊統(tǒng)、以及新生界第三、第 四系?，F(xiàn)分別表述如下： 1.元古界麻山群：主要分布在煤田以外，由拓榴石片巖、花崗片麻巖、 石英、黑云母片巖、粉砂巖等組成的變質(zhì)巖系，厚度不詳。 2.下白堊統(tǒng)雞西群城子河組：城子河組為主要的含煤地層，不整合覆于 麻山群及古生代花崗巖之上，以灰白色砂巖與粉砂巖組成夾濘灰?guī)r層 10 余層。 3.穆棱組：由深灰色、淺灰綠色及灰色的粉砂巖、細(xì)砂巖、泥巖等組成， 夾灰白色粉砂巖及薄層濘灰質(zhì)巖石。含煤性差，且均不可采。與下覆 4 的城子河組地層為整合接觸?？偤穸雀哌_(dá) 558m。 4.第三系：在向陽區(qū)南部及新安區(qū)東南部，以淺綠色細(xì)、中、粗粒泥質(zhì) 膠結(jié)的砂巖為主，中間夾有黃綠色粉砂巖。厚度達(dá) 280m 左右。 5.第四系：分布在近代河床及低洼濕地，由腐植土、砂、礫及玄武巖等 組成。厚度在 80m 左右。 其中第四系的煤系地層綜合柱狀圖見圖 1-2： 巖性拄狀煤巖層 名稱 厚度 最大-最小 平均 巖性描述 比 例 1：200 地層單位 系 統(tǒng)組 第 四 系 上 侏 羅 統(tǒng) 城 子 河 組 中砂巖 1.4-19.95 15.5 硅質(zhì)膠結(jié)，堅(jiān)硬 煤14 7.9-12.9 8.86 (m) 以無煙煤為主 （直接頂） 細(xì)砂巖 （老底） 7.6-12.8 9.5 層狀節(jié)理逐漸出現(xiàn)并增厚 砂質(zhì)泥巖 （直接頂） 0-2.5 3.0 層狀節(jié)理逐漸出現(xiàn)并增厚 煤15 1.9-2.9 2.36 細(xì)砂巖 （老底） 28.0 硅質(zhì)膠結(jié)，堅(jiān)硬，呈塊狀結(jié) 構(gòu)，普遍發(fā)育 中砂巖 （直接頂） 致密，塊狀結(jié)構(gòu)。含結(jié)核， 順層呈串珠狀分布 煤17 1.8-2.7 2.2 中砂巖 0.7-14.3 9.5 硅質(zhì)膠結(jié)，堅(jiān)硬 以無煙煤為主 以無煙煤為主 15.5-23.2 18.4 圖 1-2 地層綜合柱狀圖 5 1.2.2 井田范圍內(nèi)和附近的主要地質(zhì)構(gòu)造 構(gòu)造：設(shè)計(jì)井田范圍內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，沒有大的斷裂構(gòu)造。該區(qū)為雙鴨 山煤田東端，由德發(fā)向斜，保安背斜及向陽向斜組成不對(duì)稱的煤盆地，而新 安向斜則為雙鴨山煤田北部興隆凸地，東側(cè)由于斷裂而保存下來的煤盆地， 地層走向受基盤控制，以下主要列出落差較大的若干斷層，落差很小的不予 考慮。主要斷層見表 1-1： 表 1-1 主要斷層表 順序名稱 性 質(zhì) 斷層面 走向 斷層面 傾向 傾角 落差 （m） 水平斷 距(m) 1F1 正 EWSN75o8.9 58 2F2 正 SNWE40o2.1 46 3F3 正 SNSW42o 02.506 4F7 正 NWSW60o 02.307 5F8正SNWE60o01.705 6F12正EWSN65o03.005 1.2.3 煤層賦存狀況及可采煤層特征 設(shè)計(jì)井田開采的煤層主要位于第四系雞西群城子河含煤組，本組共有中 厚、厚煤層 3 層，為了清楚起見，現(xiàn)將各煤層厚度、結(jié)構(gòu)、容重和頂?shù)装迩?況分層以文字?jǐn)⑹鋈缦?附煤層特征表)1-2： 表 1-2 可采煤層特征表 煤層 14 15 17 厚度 7.912.9 煤層 煤層 煤層 煤層 結(jié)構(gòu) 簡(jiǎn)單 可采性 全區(qū)可采 頂?shù)装鍘r性 最小最大 平均 層間距 最小最大 平均 8.86 1.92.9 2.36 1.82.7 2.2 7.612.8 9.5 15.523.2 18.4 簡(jiǎn)單 簡(jiǎn)單 全區(qū)可采 全區(qū)可采 頂板底板 中 砂 巖 泥巖 細(xì)砂巖 砂質(zhì)泥巖 細(xì)砂巖砂質(zhì)泥巖 細(xì)砂巖 細(xì)砂巖 中粗砂巖 中砂巖 細(xì)砂巖 (1) 14煤層：煤層厚度為 7.912.9m，一般平均厚度為 8.86m，頂 底板巖性以中砂巖為主，其次為粉砂巖、泥巖。 (2) 15煤層：煤層厚度 1.92.9m，一般平均厚度為 2.36m，為單煤層， 6 頂板為細(xì)砂巖、中粗粒砂巖，偽頂為砂質(zhì)泥巖。 (3) 17煤層：煤層厚度 1.82.7m，一般厚度 2.2m，頂板為細(xì)砂巖、 中粗砂巖及含炭粉砂巖。 1.2.4 巖石性質(zhì)、厚度特征 詳見巖石物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)表 1-3： 表 1-3 中砂巖巖床統(tǒng)計(jì)表 床號(hào)巖性厚度（m）面積（km2）相應(yīng)層位 1 中砂巖1.419.95 11.20 14煤層 2 中砂巖15.523.2 15.4 15煤層 3 中砂巖0.714.3 4.20 17煤層 1.2.5 井田內(nèi)的水文地質(zhì)情況 本區(qū)地形西部高，東部比較平緩，七星河階地絕對(duì)標(biāo)高為 90100m,七 星河從區(qū)外東南部流過，河床呈蛇曲狀，觀測(cè)站資料表明,該河的最大流量 達(dá) 569m3/s，冬季流量很小，幾乎斷流。七星河最高洪水位淹沒范圍為七星 河以東，在井田范圍以外，洪水位標(biāo)高為 4552m。對(duì)井田范圍內(nèi)的開采情 況沒有影響。 1.2.6 沼氣、煤塵及煤的自燃性 1.瓦斯：東榮五礦屬于低瓦斯礦井，在地質(zhì)條件簡(jiǎn)單，開采深度淺， +100m 水平以上，瓦斯涌出量較小。隨著深度增加，瓦斯涌出量逐漸 增加，不同煤層瓦斯含量也有不同，主要可采煤層 CH4平均含量為 7m3/t，可燃質(zhì)、CO2各煤層平均含量為 0.15m3/t，可燃質(zhì)在各主要可 采煤層的自然成分以 N2為主，本礦瓦斯工作面絕對(duì)涌出量為 8m3/min。掘進(jìn)面瓦斯絕對(duì)涌出量為 4.8m3/min，其它巷道的瓦斯絕對(duì) 涌出量為 2.28m3/min 屬于低瓦斯礦井。 2.煤塵：根據(jù)煤塵爆炸性試驗(yàn)指標(biāo)，該礦開采的煤層均無爆炸性。 3.煤的自燃：根據(jù)鄰近礦井資料表明，該礦井 15煤層有自燃發(fā)火的傾 向，14、17煤層均無自燃發(fā)火的傾向。 4.地溫特征：本區(qū)恒溫深度在 1626m 的范圍內(nèi)，溫度為 6,從地溫測(cè) 量結(jié)果計(jì)算分析得知，本區(qū)平均地溫梯度為 2.7/100m，平均地?zé)嵩?溫率為 38.2m/1，設(shè)計(jì)井田的范圍基本屬于地溫正常區(qū)。但隨著開 采深度的增加，地溫將有所升高。 7 1.2.7 煤質(zhì)、牌號(hào)及用途 根據(jù)中國煤炭的分類方案，本區(qū)以無煙煤為主，其容重為 1.4g/cm3,其 硬度為 2.3。該煤種主要為民用燃料和化工染料及冶金用煤，主要可采煤層 的煤質(zhì)特征見表 1-4： 表 1-4 煤質(zhì)特征表 煤 層 14 15 17 煤 層 水分灰分揮發(fā)分全硫發(fā)熱量 煤 種 原 煤 精 煤 1.253.51 2.11 1.133.66 2.20 8.5821.69 12.71 2.717.29 5.58 6.789.31 7.77 6.187.45 6.85 0.881.34 1.11 35.3235.69 35.52 無 煙 煤 8 第 2 章 井田境界、儲(chǔ)量及服務(wù)年限 2.1 井田境界 2.1.1 井田境界確定的依據(jù) 1.主要以地理地形、大的斷裂構(gòu)造等作為劃分井田境界的依據(jù)； 2.井田要有合理的走向長(zhǎng)度，以利于機(jī)械化程度的不斷提高； 3.要適于選擇井筒位置，合理安排地面生產(chǎn)系統(tǒng)和各建筑物； 2.1.2 井田周邊情況 本礦北側(cè)以西峪村煤礦為其邊界，東側(cè)有公路作為該井田的邊界，南側(cè) 為一東西走向的斷層，西側(cè)有數(shù)條斷層，并且有居民區(qū)，以此作為該井田的 邊界。設(shè)計(jì)井田南北走向長(zhǎng)度約 4 km，東西走向長(zhǎng)度約為 3 km。西距雙鴨 山市 65km，南距雙鴨山七星礦 15km。交通方便，向北 9km 有福前鐵路，最 近車站為興隆站，鐵路經(jīng)由雙鴨山和福利至佳木斯可通往全國各地，公路可 通往寶清、福利和雙鴨山。 2.2 井田儲(chǔ)量 2.2.1 井田儲(chǔ)量的計(jì)算 井田范圍內(nèi)開采的煤層為 14、15、17三層，各煤層儲(chǔ)量計(jì)算邊界與 井田境界基本一致。參加計(jì)算的煤層最小厚度為 1.8m，最大厚度為 12.9m, 最高灰分為 21.69，最低灰分為 8.58(原煤)量。 礦井工業(yè)儲(chǔ)量是指在當(dāng)前的技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件下，依照國家的能源政策能夠 合理開采利用的儲(chǔ)量。礦井可采儲(chǔ)量是指礦井工業(yè)儲(chǔ)量減去工業(yè)場(chǎng)地保護(hù)煤 柱、礦井井下主要巷道及上下山保護(hù)煤柱后乘以采區(qū)回采率的儲(chǔ)量。經(jīng)初步 計(jì)算，井田范圍內(nèi)共有工業(yè)儲(chǔ)量 226.32Mt。 2.2.2 保安煤柱 煤礦安全規(guī)程 ，留設(shè)保安煤柱如下： 1.井田邊界的斷層處留設(shè) 30m50m 保安煤柱； 2.井田內(nèi)部較大的斷層處留設(shè) 30m 保安煤柱； 9 3.地面建筑物按其等級(jí)留設(shè) 1520m 寬的圍護(hù)帶； 4.煤層大巷兩側(cè)煤柱各留 50100m 寬的保安煤柱。 按以上方法計(jì)算得： 工業(yè)廣場(chǎng)煤柱損失：1.62Mt； 斷層、采區(qū)、邊界保安煤柱損失：4.57 Mt； 開采損失量：18.2 Mt。 工業(yè)廣場(chǎng)保安煤柱的留設(shè)如圖 2-1： mm mn k2 k2 k3k3 m2 n2 da b c da cb da c b 圖 2-1 安全煤柱的留設(shè)圖 其參數(shù)見表 2-1： 10 表 2-1 安全煤柱的留設(shè)參數(shù)表 煤層 傾角 煤層 厚度 井筒中心通過煤 層的距離 513.42m590m45777773 2.2.3 儲(chǔ)量計(jì)算的評(píng)價(jià) 設(shè)計(jì)礦井的各類儲(chǔ)量計(jì)算見表 2-2： 表 2-2 礦井工業(yè)儲(chǔ)量匯總表 水 平 煤 層 號(hào) 工業(yè) 儲(chǔ)量 A+B+C (Mt) 工業(yè) 場(chǎng)地 井田 境界 斷層 其他 損失 合計(jì) 開采 損失 可采 儲(chǔ)量 (Mt) 14149.45.987.021.0460.89714.94226.90107.58 1537.101.4841.74370.2590.2233.716.67826.71 1739.801.5921.87060.2790.2393.987.16428.655 合計(jì) 226.329.05310.6341.5841.35922.63245.552162.945 2.3 礦井工作制度、生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 2.3.1 礦井工作制度 根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范的規(guī)定： (1)礦井的年工作日按 330d 計(jì)算； (2)每天的凈提升時(shí)間按 16h 計(jì)算； (3)礦井采用“四六”制，其中三班進(jìn)行采、掘工作，一班進(jìn)行檢修； 2.3.2 礦井生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 1.根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范的規(guī)定，礦井的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力分為以下三種： 大型礦井：1.2、1.5、1.8、2.4、3.0、4.0 及以上（Mt/a） ； 中型礦井: 0.45、0.6、0.9（Mt/a） ； 小型礦井：0.09、0.15、0.21、0.3（Mt/a） ； 除上述井型以外，不應(yīng)出現(xiàn)介于兩種設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力中間的井型。 11 2.礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力方案比較 本礦井已查明的工業(yè)儲(chǔ)量為 226.32Mt,，估算本井田內(nèi)工業(yè)廣場(chǎng)煤柱， 境界煤柱等永久煤柱損失量占工業(yè)儲(chǔ)量的 10%，各可采層為中厚、厚煤層， 按礦井設(shè)計(jì)規(guī)范要求確定本礦的采區(qū)采出率為 80%，由此計(jì)算確定本井田的 可采儲(chǔ)量為 162.945Mt。 根據(jù)地質(zhì)報(bào)告的資料描述，煤層儲(chǔ)量適中，地質(zhì)構(gòu)造比較簡(jiǎn)單，煤層生 產(chǎn)能力大以及煤層賦存深等因素，初步?jīng)Q定采用大型礦井設(shè)計(jì)。并初步確定 三個(gè)方案，即礦井生產(chǎn)能力為 1.20Mt/a，1.50Mt/a 和 1.80Mt/a 三個(gè)方案， 分析論證如下： 按照公式 P=Z/AK (2-1) 式中 P為礦井設(shè)計(jì)服務(wù)年限，a； Z井田的可采儲(chǔ)量,Mt； A為礦井生產(chǎn)能力,Mt/a； K為礦井儲(chǔ)量備用系數(shù)，一般取 1.4； 計(jì)算得： P1=96a ； P2=77.6a； P3=64a； 經(jīng)與規(guī)程和采礦設(shè)計(jì)手冊(cè)相核對(duì)，并考慮 15、17煤層的生產(chǎn)能 力確定 77.6a 為比較合理的服務(wù)年限，即本礦井的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為 1.50Mt/a。 12 第 3 章 井田開拓 3.1 概述 3.1.1 井田內(nèi)外及附近生產(chǎn)礦井開拓方式概述 礦井開拓設(shè)計(jì)是在總體設(shè)計(jì)已經(jīng)劃定的井田范圍內(nèi)，根據(jù)精查地質(zhì)報(bào)告 和其它補(bǔ)充資料，具體體現(xiàn)總體設(shè)計(jì)的合理原則，認(rèn)真分析研究主要井巷如 何深入地下或山體，以便接近或進(jìn)入煤層的預(yù)定位置，為采區(qū)開采打開通 道，其中包括確定主副井、風(fēng)井的井筒形式、深度、數(shù)量、位置、階段高 度、大巷布置、采區(qū)劃分、開采順序與通風(fēng)、運(yùn)輸系統(tǒng)。 設(shè)計(jì)井田，煤層的賦存深度大約在離地表 500m 左右，煤層傾角較小， 并在井田范圍內(nèi)有含水豐富的沖擊層，礦區(qū)地面標(biāo)高在1500 至703m 之 間，地區(qū)起伏較大，礦區(qū)煤層賦存穩(wěn)定，斷層少落差不大，大的斷層都作為 礦區(qū)的邊界，礦區(qū)附近各個(gè)礦井井型不同，開拓方式主要以立井開拓為主。 考慮通風(fēng)、施工等條件，初步選用雙立井開拓。 3.1.2 影響本設(shè)計(jì)礦井開拓方式的因素及具體情況 井田開拓方式的選擇應(yīng)全面考慮各種因素，主要因素包括： (1)井田地質(zhì)和水文地質(zhì)條件（特別是表土層情況） ； (2)煤層賦存情況和開采技術(shù)條件； (3)技術(shù)裝備和工藝系統(tǒng)條件； (4)地形地貌和地面外部條件； (5)施工技術(shù)和設(shè)備條件； (6)總體設(shè)計(jì)和礦井生產(chǎn)能力要求等； 對(duì)以上各種因素要綜合研究，通過系統(tǒng)優(yōu)化和多方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確 定。影響本設(shè)計(jì)井田開拓方式的具體因素如下： 1.地表因素 本井田屬于緩坡高山地形，海拔最高的地區(qū)在本井田范圍之外，其井田 范圍內(nèi)地勢(shì)起伏比較平緩。 2.煤層賦存情況 13 整個(gè)井田的煤層上部標(biāo)高在 300m，下部標(biāo)高在 100m，北部及西部以斷 層為界。整個(gè)礦區(qū)共有 3 層可采煤層，煤層平均走向長(zhǎng)度為 4.0km，傾向 3.0km。本井田煤層系近水平中厚、厚煤層，平均傾角在 5.0左右。 3.2 礦井開拓方案選擇 3.2.1 井筒形式和井口位置 井口附近要有一定范圍用以布置工業(yè)場(chǎng)地，其中包括主副井生產(chǎn)系統(tǒng)建 筑物與結(jié)構(gòu)物礦井工業(yè)場(chǎng)地占地指標(biāo)。選擇井井筒位置應(yīng)當(dāng)充分利用地形， 以地面生產(chǎn)條件系統(tǒng)布置要求，平坦地形最適合礦井建設(shè)，不僅平場(chǎng)工程量 較小，大型建筑物基礎(chǔ)處理也比較簡(jiǎn)單。 地面條件： 1.工業(yè)場(chǎng)地占地面積： 井口附近要有一定的范圍用以布置工業(yè)場(chǎng)地，其中包括主副井生產(chǎn)系統(tǒng) 建筑物與結(jié)構(gòu)物，根據(jù)煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范礦井工業(yè)場(chǎng)地的占地面積指 標(biāo)，該礦井占地約有 1214.4 公頃，由于礦井占地較多，矸石和煤泥水對(duì) 生態(tài)有一定的影響，故應(yīng)選擇荒山坡地結(jié)合地形布置生產(chǎn)系統(tǒng)，以減少土石 工程，認(rèn)真貫徹不占良田，少占農(nóng)田，不拆或少拆村莊的方針。 2.地形與工程地質(zhì)條件： 選擇井筒的位置應(yīng)當(dāng)充分利用地形，從地面生產(chǎn)系統(tǒng)布置要求，平坦地 形最適合礦井建設(shè)，這樣不僅平場(chǎng)工程量少，大型建筑物基礎(chǔ)比較簡(jiǎn)單，井 口附近不能過分低洼，不僅要避免洪水災(zāi)害，還要避開滑坡、巖崩、流沙 河、泥石流等危險(xiǎn)區(qū)。 3.煤的運(yùn)向： 為了減少運(yùn)輸費(fèi)用，在確定井筒位置時(shí)，要考慮主要運(yùn)輸所在的位置， 有條件的應(yīng)盡量使提升井筒或運(yùn)輸平硐靠近主要運(yùn)向的一側(cè)。 井下條件： 1.按最小運(yùn)輸功確定井筒的位置： 通常把運(yùn)量和運(yùn)距的乘積叫做運(yùn)輸功，以噸公里表示，在同一井田內(nèi)， 大巷運(yùn)輸費(fèi)用的高低與所消耗的運(yùn)輸功近似成正比。 井田儲(chǔ)量一定時(shí)，沿井田走向大巷運(yùn)輸功的變化可因井筒位置的不同而 成倍的增加，當(dāng)井田形狀規(guī)則，儲(chǔ)量分布均勻時(shí)，最小運(yùn)輸功的位置在井田 的中心，井筒設(shè)于此處，不僅運(yùn)輸費(fèi)用低，巷道維護(hù)、采區(qū)準(zhǔn)備及通風(fēng)費(fèi)用 14 也相應(yīng)降低。 2.根據(jù)地質(zhì)條件： 井筒位置應(yīng)選擇在以丘陵坡地為主的寬緩地帶，該處沖擊層薄，地下補(bǔ) 給范圍有限，工程地質(zhì)條件較好。土地畝產(chǎn)較低，如果井筒位于沖擊平原， 應(yīng)該根據(jù)鉆孔資料尋找基巖隆起區(qū)，可利用古地形和掩埋著的沖擊層。 3.煤柱量： 為減少煤柱量，在選擇井筒位置時(shí)，如果不能設(shè)在井田之外，應(yīng)結(jié)合其 他條件盡量使井筒設(shè)在煤層淺部，盡可能少壓煤，也便于后期回收，淺部沒 有條件時(shí)，井筒應(yīng)選擇在無煤區(qū)、薄煤區(qū)、高灰分區(qū)、變質(zhì)區(qū)，但是又不能 給井筒的施工帶來困難。 依據(jù)本井田的儲(chǔ)量分布圖及剖面圖。考慮水平劃分及主要巷道布置，確 定井口的位置在整個(gè)井田的儲(chǔ)量中心，坐標(biāo)為： 主井坐標(biāo)： 緯度 93237.5，經(jīng)度 95594 副井坐標(biāo)： 緯度 92560.5，經(jīng)度 95218.5 根據(jù)地形地貌、煤層賦存條件及確定的工業(yè)場(chǎng)地位置，本著合理開發(fā)全 井田，最大限度的利用資源、集中生產(chǎn)運(yùn)輸環(huán)節(jié)簡(jiǎn)單、初期井巷工程量少、 投資省、出煤早、達(dá)產(chǎn)快、安全、高效的原則，設(shè)計(jì)提出了三個(gè)開拓方案： 方案一：雙立井開拓 方案二：雙斜井開拓 方案三：主立副斜井開拓 以上三種井筒開拓方案比較如下： (一)適用條件比較： 斜井:主要適用于煤層賦存較淺，垂深在 200m 以內(nèi)，煤層賦存深度為 0500m，含水砂層厚度小于 2040m，表土層不厚，水文地質(zhì)情況簡(jiǎn)單的煤 層；井筒不需要特殊施工方法的緩傾斜及傾斜煤層。 立井:適用于煤層賦存深度在 2001000m，含水砂層厚度 20400m,并 且立井開拓的適應(yīng)性很強(qiáng)，一般不受煤層傾角，厚度，瓦斯，水文等自然條 件的限制；技術(shù)上也比較可靠，當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件不利于平硐或斜井開拓時(shí)均采用 立井開拓方式。 (二)斜井與立井的技術(shù)比較： 綜上所述，對(duì)以上幾種開拓方案進(jìn)行相應(yīng)的技術(shù)比較，以便從中選出較 為合理的方案，具體比較見表 3-1： 15 表 3-1 技術(shù)比較表 方案名稱優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn) 1 雙立井 1.適應(yīng)性強(qiáng) 2.井筒短，提升速度快 3.通風(fēng)斷面大，滿足風(fēng)量 的要求 4.技術(shù)上比較可靠 1.初期投資大，建井期 長(zhǎng)。 2.需要大型提升設(shè)備 3.多水平開拓時(shí)，立井石 門長(zhǎng)度較大，工程量較 大 2 雙斜井 1.掘進(jìn)速度快，初期投資 與雙立井相比較少 2.井筒設(shè)備簡(jiǎn)單 1.井筒過長(zhǎng)，增加煤柱的 損失且不利于井筒的維 護(hù) 2.通風(fēng)路線較長(zhǎng)，通風(fēng)阻 力大，滿足不了通風(fēng)的 要求 3 主立 副斜 1.掘進(jìn)速度快 2.可滿足最大風(fēng)量的通風(fēng) 要求 3.有利于輔助提升 1.井口相距太遠(yuǎn)，不利于 工業(yè)場(chǎng)地的布置 2.地面建筑分散 3.占地較多，煤柱損失較 多 依據(jù)開拓方案技術(shù)比較表可初步選定兩種較為合理的開拓方案。 方案一：雙立井開拓 方案二：雙斜井開拓 上述兩種開拓方案在技術(shù)上是可行的，為從上述兩種開拓方案中選出比 較合理的方案，以下對(duì)兩種開拓方案進(jìn)行相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)比較，以便從中選出符 合要求的開拓方案。詳細(xì)經(jīng)濟(jì)比較表 3-2： 方 案 內(nèi)容 雙 立 井 雙 斜 井 基巖段主 井掘進(jìn) 基巖副 井掘進(jìn) 基巖段主 井輔助 基巖段副 井輔助 表土層主 井掘進(jìn) 表土層副 井掘進(jìn) 主井提升 副井提升 合計(jì) (萬元) 工程量 單價(jià) 費(fèi)用 長(zhǎng)度 單位 金額 單位 172.6 單位 名稱 單位 長(zhǎng)度 單位 金額 單位 小計(jì) 單位 工程量 單價(jià) 費(fèi)用 540 m 3195.8 元 215.5 萬元 1959 850.3 166.6 540 3991 244 921.5 180.5 540 4278 231 1477 289.3 540 4251 11.7 1477.4 289.4 50 2343.5 11.7 1182 21.4 50 181 1182 21.4 104.85 Mtkm 76 180 0.274 49.23 104.85 150 0.302 45.30 1027 1063 mmmmmMtkm 元元元元 2343.50.7250.725 元/t km 元/t km元 76 小計(jì) 萬元萬元萬元萬元萬元萬元萬元 195919591959181 mmmmmmMtkmMtkm 元元元元元元元/t km元/t km 萬元萬元萬元萬元萬元萬元萬元萬元 表3-2 經(jīng)濟(jì)比較表 經(jīng)過上述的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較可知，對(duì)于本設(shè)計(jì)礦井而言，選用雙立井開拓 在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上都比較有利。 3.2.2 開采水平的數(shù)目和標(biāo)高 16 根據(jù)設(shè)計(jì)礦井的煤層賦存條件和傾斜長(zhǎng)度，井田可以單水平開采，也可 以多水平開采。每個(gè)水平設(shè)井底車場(chǎng)和運(yùn)輸大巷，為該水平的運(yùn)輸、通風(fēng)等 環(huán)節(jié)服務(wù)。 現(xiàn)代科技的高速發(fā)展，以及采煤機(jī)械化程度的提高務(wù)必要求礦井高產(chǎn)高 效。高產(chǎn)高效礦井要求集中在一個(gè)水平，單采區(qū)、單工作面生產(chǎn)。這就要求 加大工作面、采區(qū)和水平的走向及傾斜尺寸，要求有豐富的資源儲(chǔ)量。 設(shè)計(jì)井田水平標(biāo)高的確定主要考慮了以下幾個(gè)因素： 1.煤層賦存條件及地質(zhì)構(gòu)造； 2.合理的水平服務(wù)年限； 3.生產(chǎn)成本； 4.巷道的掘進(jìn)量； 5.生產(chǎn)采區(qū)、工作面的數(shù)目盡量減少，對(duì)井下運(yùn)輸減少不必要的麻煩， 實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效的目標(biāo)。 根據(jù)上述因素，本設(shè)計(jì)井田設(shè)計(jì)提出水平劃分方案如下：詳細(xì)比較見表 3-3： 方案一：一個(gè)開采水平； 方案二：兩個(gè)開采水平； 表 3-3 水平儲(chǔ)量及服務(wù)年限表 形式儲(chǔ)量 （Mt） 階段 垂高 標(biāo)高服務(wù)年限（年） 方案一單水平 162.94526016077.6 一水平 59.046024024.6 方案二 二水平 111.316014053 從該表可知，方案二中的一水平達(dá)不到合理的服務(wù)年限，且根據(jù)設(shè)計(jì)井 田地質(zhì)條件，設(shè)計(jì)礦井不利于多水平開采；而方案一有利于采區(qū)的接續(xù)，且 巷道利用率高，噸煤成本相對(duì)較低。故而采用方案一的水平劃分方法，即劃 分一個(gè)開采水平，水平標(biāo)高定在 160m。 3.2.3 開拓巷道的布置 17 開拓巷道是運(yùn)輸、通風(fēng)的主要線路，該設(shè)計(jì)礦井采用單水平開拓，其服 務(wù)年限與礦井服務(wù)年限相同，主要巷道在符合礦井開拓要求的前提下，盡量 縮短大巷長(zhǎng)度，避免過多的彎曲、轉(zhuǎn)折，以減少開拓工程及維護(hù)的費(fèi)用，方 便運(yùn)輸。使運(yùn)輸功最小。為此應(yīng)將其選在堅(jiān)硬耐久，不易風(fēng)化、無自燃發(fā)火 的煤、巖層內(nèi)。 1.開拓巷道布置方式的選擇： 依據(jù)礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及技術(shù)可行角度，特提出以下三種大巷布置方 式，并對(duì)其進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，從中選出較優(yōu)的方案。 方案一：分煤層大巷布置 方案二：分組集中運(yùn)輸大巷 方案三：集中運(yùn)輸大巷 詳見開拓方案技術(shù)比較表 3-4： 表 3-4 技術(shù)比較表 特 點(diǎn) 分組集中大巷布置分煤層大巷布置集中大巷布置 優(yōu) 點(diǎn) 1.總的巷道工程量 較少，生產(chǎn)比較集 中 2.大巷容易維護(hù)， 運(yùn)輸條件好 1.初期投資少，建井速 度快 2.初期工程量少，加以 沿煤層掘進(jìn)，施工技術(shù) 及裝備均較簡(jiǎn)單 1.大巷工程量少，生產(chǎn) 區(qū)域比較集中 2.采區(qū)巷道集中聯(lián)合布 置，開采程序比較靈 活，開采強(qiáng)度大，大巷 維護(hù)容易 缺 點(diǎn) 1.長(zhǎng)度較長(zhǎng) 2.掘進(jìn)工程量大 1.總的開拓工程量大， 相應(yīng)的設(shè)備占用量多， 生產(chǎn)采區(qū)分散管理不便 1.總的石門長(zhǎng)度大 2.初期工程量大，建井 時(shí)間長(zhǎng)且有反向運(yùn)輸 18 適 應(yīng) 條 件 1.可采煤層數(shù)目 多，間距大小不 同，煤層間距大 2.井底車場(chǎng)在煤層 群上部或中間時(shí)， 初期工程少，工期 長(zhǎng) 1.煤層數(shù)多，層間距 大，石門長(zhǎng) 2.井田走向長(zhǎng)度短，服 務(wù)年限不長(zhǎng) 3.煤質(zhì)牌號(hào)不同，要求 分采分運(yùn) 1.煤層間距小井田走向 長(zhǎng)度大，服務(wù)年限長(zhǎng) 2.下部煤層底版有堅(jiān)硬 有巖層，采區(qū)尺寸大 3.自然發(fā)火嚴(yán)重，便于 分區(qū)，分段處理事故 設(shè)計(jì)井田的可采煤層為 14、15、17煤層，由地質(zhì)資料可知，該三層煤 的層間距較小，又因?yàn)槿龑用旱拿嘿|(zhì)及煤牌號(hào)相同，不需要分采分運(yùn)，所 以，根據(jù)煤層的賦存條件、煤層頂?shù)匕鍘r石的地質(zhì)情況，排除分層布置的開 拓方案。對(duì)另外兩種巷道開拓方案詳細(xì)比較選擇較優(yōu)的方案： 方案二：集中運(yùn)輸大巷布置 方案三：分煤層大巷布置 2.巷道開拓方案的技術(shù)評(píng)價(jià) 1)方案一 集中大巷及采區(qū)石門布置如圖 3-1： 集中大巷布置在 17煤層底板巖石中，14、15煤層通過采區(qū)斜巷與大 巷聯(lián)系，因?yàn)榧写笙锓?wù)年限較長(zhǎng)，且煤層有自燃發(fā)火的傾向，故該集中 大巷布置在煤層底板，且圍巖條件較好，該方案在技術(shù)評(píng)價(jià)上能滿足礦井生 產(chǎn)的要求。 圖 3-1 集中大巷及采區(qū)石門布置圖 19 1主井 2副井 3井底車場(chǎng) 4主要石門 5集中大巷 6集中回風(fēng)巷 2)方案二 分煤層大巷布置及石門布置如圖 3-2： 1主要石門 2、3、5分別為 14、15、17煤層運(yùn)輸大巷 4、7、8分別為 14、15、17煤層采區(qū)上山 9、10、6分別為 14、15、17煤層回風(fēng)大巷 即在 14、15、17煤層底板各布置一條大巷，由于圍巖條件較好，故在 技術(shù)上是可行的。 圖 3-2 分煤層大巷布置及石門布置圖 3.巷道布置的方案的經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)： 綜合上述的技術(shù)評(píng)價(jià)，上述兩種方案在技術(shù)上可行，下面通過經(jīng)濟(jì)比較 擇優(yōu)選用。見表 3-5： 表 3-5 經(jīng)濟(jì)比較表 方案一 方案二 方案 名稱 項(xiàng)目 長(zhǎng)度 （m） 單價(jià) （元） 費(fèi)用 （萬元） 長(zhǎng)度(m) 單價(jià) (元) 費(fèi)用 （萬元） 大巷 3000527.4158.229000412.1370.89 20 石門 900527.447.47448527.423.63 總計(jì) 3900 205.6994800 394.5 經(jīng)過上述的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較決定該設(shè)計(jì)礦井開拓巷道采用集中運(yùn)輸大巷的 布置方式。 3.3 選定開拓方案的系統(tǒng)描述 3.3.1 井筒形式、數(shù)目及位置 井硐形式經(jīng)過上節(jié)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定采用立井開拓，全礦共有主副 井、五個(gè)風(fēng)井，主副井的坐標(biāo)位置分別為：（93237.5，95594） （92560.5， 95218.5）五個(gè)風(fēng)井分別在各采區(qū)的上側(cè)。井口標(biāo)高大約為 750m 左右。 3.3.2 石門、大巷的數(shù)目及布置 1.大巷數(shù)目：一條運(yùn)輸大巷。 2.大巷布置：大巷布置形式主要有煤層大巷、巖石大巷兩種，對(duì)于各種 大巷布置方式分述如下： (1)煤層大巷：在煤層頂?shù)装灞容^穩(wěn)定的情況下及煤層起伏和斷層、褶 皺較小時(shí)，可保證巷道較為平直，保證運(yùn)輸設(shè)備的正常運(yùn)行；沒有 瓦斯與煤的突出，無嚴(yán)重自燃發(fā)火等情況下，應(yīng)優(yōu)先考慮采用煤層 大巷，另外煤層大巷還有出煤早的特點(diǎn)。 (2)巖石大巷：維護(hù)條件好，費(fèi)用低。大巷方向、坡度可根據(jù)運(yùn)輸?shù)裙?能要求選定，受地質(zhì)構(gòu)造的影響較少，安全條件好，受煤和瓦斯突 出以及自燃發(fā)火的影響較?。蝗秉c(diǎn)主要是巖石工程量大，掘進(jìn)速度 慢，掘進(jìn)費(fèi)用高，建設(shè)工期長(zhǎng)等缺點(diǎn)。 經(jīng)過上節(jié)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，該設(shè)計(jì)礦井采用集中大巷布置。大巷斷面見 圖 3-3： 大巷設(shè)計(jì)參數(shù)見表 3-6： 表 3-6 大巷設(shè)計(jì)參數(shù)表 設(shè)計(jì)尺寸巷道 形式 支護(hù) 形式 斷面 積(m2)頂高底寬 凈周 長(zhǎng)(m) 錨噴厚 度(mm) 21 半圓拱錨噴 15.73900(mm)4460(mm)13.97100 320 550 500 2100 2100 4260 600 200 100 1600 4460 1000600900 3900 600 800 1500 1200 圖 3-3 大巷斷面圖 3.3.3 井底車場(chǎng)形式的選擇 1.井底車場(chǎng)的選擇原則： 井底車場(chǎng)是連接井下運(yùn)輸和井筒提升的樞紐，是礦井生產(chǎn)的咽喉，由于 井筒形式、提升方式、大巷運(yùn)輸方式及大巷距井筒的水平距離等不同，井底 車場(chǎng)的形式也不相同，按照礦車在井底車場(chǎng)內(nèi)的運(yùn)行特點(diǎn)，井底車場(chǎng)可分為 環(huán)形式(立式、臥式、斜式)和折返式(梭式、盡頭式)兩大類，對(duì)其選擇可依 據(jù)具體情況而定。 1)井底車場(chǎng)的通過能力應(yīng)比礦井的生產(chǎn)能力有 30以上的富裕系數(shù)，有 22 增產(chǎn)的可能性； 2)井巷工程量少，建設(shè)投資省，便于維護(hù)，生產(chǎn)成本低； 3)調(diào)車簡(jiǎn)單，管理方便，彎道及交岔點(diǎn)少； 4)操作安全，符合有關(guān)規(guī)程，規(guī)范的要求； 5)當(dāng)大巷或石門與井筒的距離較大時(shí)，能夠布置下存車線和調(diào)車線，可 選擇立井井底車場(chǎng)；施工方便，各井筒間，井底車場(chǎng)道與主要巷道之 間能迅速貫通，縮短建設(shè)時(shí)間； 6)施工方便，各井筒間，井底車場(chǎng)道與主要巷道之間能夠迅速貫通，減 少建設(shè)時(shí)間，降低成本； 現(xiàn)結(jié)合本礦井的實(shí)際情況綜合考慮： 1)設(shè)計(jì)礦井生產(chǎn)能力為 1.5Mta，年工作日為 330d，實(shí)行“四六”工 作制，每日凈提升時(shí)間為 16h； 2)礦井采用雙立井、單水平開采，集中大巷布置； 3)主要運(yùn)輸大巷采用 3t 底卸式礦車運(yùn)輸，每列車有 23 輛礦車組成(計(jì) 算見列車的組成),由一臺(tái) 10t 架線式電機(jī)車牽引，卸載時(shí)機(jī)車通過卸 載站；輔助運(yùn)輸和煤矸混合列車采用 1.0t 固定式礦車，由 25 輛礦車 組成，由一臺(tái) 10t 架線式電機(jī)車牽引； 4)本設(shè)計(jì)礦井為低瓦斯高涌水量礦井； 5)本設(shè)計(jì)礦井采用分區(qū)式通風(fēng)； 根據(jù)本設(shè)計(jì)礦井的實(shí)際情況，結(jié)合上述井底車場(chǎng)型式的選擇因素，該設(shè) 計(jì)礦井選用環(huán)形立式(刀式)井底車場(chǎng)。 3.3.4 煤層群的聯(lián)系 設(shè)計(jì)井田煤層群開采時(shí)的聯(lián)系方式是聯(lián)合準(zhǔn)備，即 14、15、17煤層組 成一個(gè)統(tǒng)一的采準(zhǔn)系統(tǒng)，準(zhǔn)備巷道為三個(gè)煤層共用，大巷采用集中布置方 式，由采區(qū)斜巷將三層煤連接。煤層傾角平均在 5左右。 3.3.5 采區(qū)的劃分 本設(shè)計(jì)井田走向長(zhǎng)度較大，地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，為了提高準(zhǔn)備巷道的利用率 且考慮采區(qū)的接續(xù)問題，將井田沿傾向劃分為五個(gè)采區(qū)，并按一定的順序回 采，每個(gè)采區(qū)有一套生產(chǎn)設(shè)施，包括運(yùn)輸設(shè)備，以便獨(dú)立進(jìn)行生產(chǎn)與準(zhǔn)備。 本設(shè)計(jì)礦井的北側(cè)有西峪村煤礦及個(gè)別村莊，南側(cè)亦有村莊，在其東側(cè) 有高速公路，西側(cè)有數(shù)條斷層作為井田邊界，在井田內(nèi)部亦有少許斷層、村 23 莊，考慮開采技術(shù)及能最大限度地開發(fā)利用資源，該井田大致劃分五個(gè)采 區(qū)，分別為南一、南二、東一、北一、北二、五個(gè)采區(qū)，劃分簡(jiǎn)圖 3-4： 圪套 150 楊家莊 160 170 100 工 業(yè) 廣 場(chǎng) 南 一 采 區(qū) 南 二 采 區(qū) 東 一 采 區(qū) 北 一 采 區(qū) 北 二 采 區(qū) 林場(chǎng) 西峪村煤礦 西峪掌 西峪村 圖 3-4 采區(qū)劃分示意圖 3.4 井筒布置和施工 3.4.1 井筒穿過的巖層性質(zhì)及井筒支護(hù) 井筒支護(hù)的要求： 1.井筒支護(hù)應(yīng)結(jié)合設(shè)計(jì)礦井的地質(zhì)條件、具體圍巖條件綜合考慮，但應(yīng) 優(yōu)先考慮錨噴支護(hù)。對(duì)于錨噴厚度可視具體情況而定。 2.對(duì)不宜錨噴支護(hù)，但服務(wù)年限長(zhǎng)，且不受動(dòng)壓影響的井筒，宜采用砌 碹等聯(lián)合支護(hù)。 3.對(duì)于底板松軟、破碎或底鼓的井筒，宜采用錨桿、砌碹、注漿或底拱 等支護(hù)形式進(jìn)行復(fù)合支護(hù)。 4.穿過軟巖或斷層的井筒，宜采用錨噴， （或掛網(wǎng)錨噴）和混凝土（或 鋼筋混凝土）砌碹等聯(lián)合支護(hù)或復(fù)合支護(hù)。 3.4.2 井筒布置及裝備 井筒斷面布置應(yīng)綜合考慮井筒所在圍巖的性質(zhì)，提升方式，通風(fēng)安全等 因素。具體遵循原則如下： 1.有利于井筒檢修、維護(hù)、清掃和人員的安全通行； 2.合理使用斷面空間，減少井筒的工程量； 3.井筒的布置中要對(duì)敷設(shè)的管線加以考慮，防止對(duì)管線的損壞。 根據(jù)該設(shè)計(jì)礦井年產(chǎn)量、提升方式等實(shí)際情況，本設(shè)計(jì)礦井井筒按有關(guān) 規(guī)定布置提升設(shè)施及輔助設(shè)施。 根據(jù)實(shí)際需要，設(shè)計(jì)礦井的井筒在不同的地段采用不同的支護(hù)方式，表 土層及破碎帶或有含水層采用砌碹支護(hù),完好的巖石地段采用錨噴支護(hù)，其 支護(hù)參數(shù)見下表 3-7： 表 3-7 井筒斷面支護(hù)參數(shù)表 支護(hù)形式砌壁厚度(mm)充填厚度(mm)罐道規(guī)格型號(hào)罐道梁類型 砌碹 5005038 20b 球扁鋼組合 24 支護(hù)形式錨噴厚度(mm)錨桿型號(hào)錨桿形式規(guī)格(mm) 錨噴支護(hù) 300Z3537 樹脂 35370 斷面見圖 3-5：及圖 3-6： 1850 2390 2150 1160 1290560 550 5500 550 圖 3-5 主井井筒斷面圖 1850 1200 3720 4300 5501330 350 2501750 7500 550 圖 3-6 副井井筒斷面圖 25 3.4.3 井筒延伸的初步意見 由于設(shè)計(jì)礦井采用單水平開采,所以不考慮井筒的延伸。 3.5 井底車場(chǎng)及硐室 3.5.1 井底車場(chǎng)形式確定及論證 井底車場(chǎng)是連接井筒提升和井下運(yùn)輸?shù)闹匾h(huán)節(jié)，井下的煤炭通過井底 車場(chǎng)經(jīng)井筒提升到地面，地面的材料和設(shè)備通過井筒、井底車場(chǎng)運(yùn)到各個(gè)采 區(qū)再轉(zhuǎn)至工作面。排水、通風(fēng)等生產(chǎn)環(huán)節(jié)也必須通過井底車場(chǎng)。而井底車場(chǎng) 的形式，必須適應(yīng)井下運(yùn)輸和井筒提升的要求，因此井底車場(chǎng)形式的確定與 井筒形式、提升方式、大巷運(yùn)輸方式的形式有關(guān)。 井底車場(chǎng)形式必須滿足下列要求： 1.車場(chǎng)的通過能力應(yīng)比礦井的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力有 30%以上的富余系數(shù)，有 增產(chǎn)的可能性； 2.調(diào)車簡(jiǎn)單，井巷工程量少，建設(shè)投資省管理方便； 3.管理方便，管道及交叉點(diǎn)少，便于維護(hù)，生產(chǎn)成本低； 現(xiàn)綜合考慮設(shè)計(jì)礦井的實(shí)際情況及其地質(zhì)情況： 1.該礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為 1.5Mt/a，年工作日 330d，實(shí)行“四六”工作 制，每日凈提升 16h； 2.礦井采用雙立井開拓方式，一個(gè)開采水平，集中大巷布置； 3.主要運(yùn)輸大巷采用 3t 底卸式礦車運(yùn)輸，每列車由 23 輛礦車組成，由 一臺(tái) 10t 架線式電機(jī)車牽引。卸載時(shí)，機(jī)車通過卸載站。輔助運(yùn)輸、 掘進(jìn)煤和矸石列車采用 1t 固定式礦車，由 25 輛 1 噸礦車組成，一臺(tái) 10t 架線式電機(jī)車牽引； 4.本設(shè)計(jì)礦井屬于低瓦斯、高涌水量礦井； 通過以上條件的分析，本設(shè)計(jì)采用刀式車場(chǎng)。 3.5.2 井底井場(chǎng)的布置、存車線路、行車線路長(zhǎng)度 井底車場(chǎng)線路布置的要求： 1.井底車場(chǎng)的線路主要由主副井空、重車線組成，由于井底車場(chǎng)的通過 能力不同，其各線路的長(zhǎng)度也不相同； 2.采用底卸式礦車運(yùn)輸?shù)木总噲?chǎng)要求：列車的裝載與卸載方向必須一 26 致，即注意調(diào)頭問題； 3.盡量降低井底車場(chǎng)的線路工程量，減少不必要的道岔和巷道交岔點(diǎn)； 4.線路布置要有利于通風(fēng)；線路上盡量不設(shè)風(fēng)門，尤其是主副井行車線 路上應(yīng)禁設(shè)風(fēng)門； 5.為保證行車的安全，應(yīng)盡量避免在曲線巷道頂車； 存車線長(zhǎng)度的確定：確定存車線長(zhǎng)度是井底車場(chǎng)設(shè)計(jì)中的重要問題，如 果存車線長(zhǎng)度不足，將會(huì)使井下運(yùn)輸和井筒提升彼此牽制，相互影響，導(dǎo)致 礦井生產(chǎn)能力降低；相反，如果存車線太長(zhǎng)，將會(huì)增加列車在車場(chǎng)內(nèi)的調(diào)車 時(shí)間，從而降低了車場(chǎng)通過能力，并增加了車場(chǎng)的工程量。根據(jù)煤礦的實(shí)踐 經(jīng)驗(yàn)，各類存車線可以選用下列長(zhǎng)度： 1.大型礦井的主井空、重車線長(zhǎng)度各為 1.5-2.0 列車長(zhǎng)； 2.材料車線長(zhǎng)度，大型礦井應(yīng)能容納 15 個(gè)材料車； 3.調(diào)車線長(zhǎng)度通常為 1.0 列車和電機(jī)車長(zhǎng)度之和； 主副井空、重車線： L=mnLk+NLj (3-1) 式中 L主井空、重車線，副井空、重車線有效長(zhǎng)度，m； M列車數(shù)目，列； N每列車的礦車數(shù)，按列車組成計(jì)算確定； Lk每輛礦車的長(zhǎng)度，m； N機(jī)車數(shù)； Lj每臺(tái)機(jī)車的長(zhǎng)數(shù)； 經(jīng)過計(jì)算得： 主井L=1.5(233.45+14.5)=126m 考慮到有一定的富裕，取 130m 副井L=1.0(233.45+14.5)=84m 考慮到有一定的富裕，取 90m 附井底車場(chǎng)線路圖 如圖 3-7： 3000 350001206010000012060130000 24000 12000 24000 R=15000 Kp=8050 =45 R=15000 Kp=8050 =45 R=15000 Kp=19831 =90 =45 R=15000 L=6900 12000 12000 4000 9000 7670 124000 35000 70000 264605000 15000 1 8 2 3 5 4 6 7 71561898 1 2 34 5 - - - - 62s 150.53s 152.3s 133.46s 圖 3-7 井底車場(chǎng)線路圖 1主井重車線；2主井空車線； 3副井空車線； 4調(diào)車線車線； 5副井重車線； 設(shè)計(jì)采用 24kg/m 鋼軌，600mm 軌距。道岔型號(hào)見表 3-8： 27 表 3-8 道岔型號(hào)表 主要尺寸 序號(hào)道岔型號(hào)名稱轍叉角 abL 質(zhì)量 1ZDK624-5-15 單開 1125163258414274001133 2ZDX624-4-1213 渡線 14153496340413921871 3ZDC24-3-12 對(duì)稱 185530206427364800793 3.5.3 調(diào)度圖表 按運(yùn)量和凈重計(jì)算：礦井日產(chǎn)煤量約 5000t，矸石量占 15，掘進(jìn)煤占 6，約為 52，